L'objectif de ce travail était d'étudier l'oxygénation globale et musculaire au cours de l'exercice intense tout en vérifiant les hypothèses explicatives de l'excès (Δ) de VO2 et la composante lente (CL) de VO2 observés respectivement au cours de l'exercice incrémental et à charge constante. La première étude a renforcé le lien entre ΔVO2 et le travail respiratoire. La deuxième étude a montré les importantes sollicitations des muscles respiratoires au cours de l'exercice à charge constante corrélées avec CL VO2 comparées à l'exercice incrémental. De plus, cette étude a permis à travers de l'enregistrement de l'oxygénation au niveau du vaste externe de confirmer l'existence CL VO2 et l'absence ΔVO2 local. Malgré les origines communes entre CL VO2 et ΔVO2, ces deux phénomènes ne sont pas de corrélés. La corrélation entre l'oxygénation globale et locale au cours de l'exercice à charge constante nous a conduits à la troisième étude s'intéressant à investiguer cette relation en fonction de l'intensité de l'exercice. En effet, cette corrélation a été impactée par l'intensité avec une composante lente locale qui n'était pas différente entre les deux intensités. Associé à ceci, le taux total d'hémoglobine a diminué à l'exercice sévère avec des sollicitations ventilatoires plus importantes comparées à l'exercice intense. Dans ce sens, la dernière étude révèle que l'endurance des muscles respiratoire est corrélée à la baisse de saturation tissulaire en oxygène au niveau du vaste externe à la fin de l'exercice ainsi qu'à la performance.Ces résultats contribuent à la compréhension de l'oxygénation globale et musculaire et en particulier ΔVO2 et CL VO2 et leurs origines / The aim of this work was to study whole-body and muscle oxygenation during heavy exercise with checking of underpinning mechanisms of excess (Δ) VO2 and VO2 slow component (SC) observed during incremental and constant-load exercises, respectively.The first study has endorsed the link between ΔVO2 and respiratory work. The second study highlighted the higher solicitation of respiratory muscles during the constant-load exercise correlated to the VO2 SC compared to incremental exercise. Additionally, this study confirms by means of recorded vastus lateralis oxygenation responses the existence of VO2 SC and the lack of ΔVO2. Even mechanistic basis induced VO2 SC and ΔVO2 are the same, a lack of correlation was observed between these phenomena. The significant correlation observed between whole-body and local oxygenation during the constant-load exercise has led us to investigate the effect of exercise intensity on this relationship in the third study. The local VO2 SC did not differ between two exercises intensities and its relationship with the whole-body VO2 SC was impacted. Furthermore, the total hemoglobin and ventilatory work have decreased and increased, respectively during severe compared to heavy exercise. In this context, the last study shows that respiratory muscles endurance is correlated to the decrease of vastus lateralis tissue oxygen saturation at the end of exercise and performance. These results contribute to the understanding of global and muscle oxygenation and especially ΔVO2, VO2 SC and their underpinning mechanisms

Le modèle bioénergétique de P.E. di PRAMPERO permet d'expliquer la performance dans les disciplines de locomotion (course à pied, cyclisme, natation, ...) à partir d'une puissance métabolique et d'un indice de la dépense d'énergie par unité de distance parcourue. Néanmoins, pour les épreuves de natation de haute intensité telles que le 100m crawl, le contexte environnemental rend l'estimation de la puissance métabolique d'origine aérobie techniquement difficile. L'objectif de cette thèse est alors de proposer une nouvelle approche des réponses aérobies d'un 100-m nage libre, réalisé dans des conditions les plus proches possible d'une compétition. Le travail expérimental a porté sur des nageurs entraînés. Dans un bassin de 25-m, la procédure propose que les nageurs réalisent une performance sur 100-m nage libre à allure de compétition et trois épreuves (25m, 50m, 75m) réitérant les mêmes allures intermédiaires que celles du 100-m. VO2 est mesuré avant et juste après chaque épreuve, pendant 1min, par rétro-extrapolation. Les valeurs de VO2 mesurées à la fin des épreuves de 25m, 50m, 75m et 100m permettent de reconstruire la cinétique de VO2 d'une épreuve de 100-m. Les résultats contrastent avec les estimations des cinétiques de VO2 publiées précédemment : VO2 augmente plus vite dans la première moitié de l'épreuve (à 50m, VO2 ≈ 94%VO2max), atteint 100 %VO2max au 75ème mètre de l'épreuve puis chute de 7% sur le dernier 25-m. Une estimation de la contribution relative du métabolisme aérobie montre également des valeurs plus importantes que celles publiées jusqu'à ce jour, du fait de l'atteinte précoce de VO2max en cours d'épreuve. / The bioenergetic model proposed by P.E. di PRAMPERO explains performance in most human locomotions (running, cycling, swimming, ...) using indexes of metabolic power and energy cost of locomotion. Nevertheless, for 100-m front crawl events, environmental conditions make the aerobic power measurement difficult. The main purpose of this thesis is therefore to propose a new procedure to estimate aerobic responses during a 100-m front crawl event, performed in competition conditions. Trained swimmers participated to this study. In a 25-m swimming pool, the procedure includes a 100-m front crawl performance in competition conditions, and then, three tests (25-m, 50-m, 75-m) following the pacing strategy of the 100-m event. VO2 is not measured during the tests, but before and just at the end of each test with a breath-by-breath method. Each post-test VO2 (after 25m, 50m, 75m and 100m) allows to reconstruct the VO2 kinetics of the 100-m performance. The results differ from previous studies in that VO2 increases faster in the first half of the race (at 50m, VO2 ± 94%VO2max), reaches VO2max at the 75th meter; then a decrease in VO2 corresponding to 7% of VO2max appears during the last 25m. The estimation of aerobic contribution shows higher values than those previously published, because VO2max is reached very early during the race.